CN117456747A - 一种交通信号灯智能控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及交通信号灯智能控制技术领域，且公开了一种交通信号灯智能控制系统，数据获取模块通过雷达传感设备和视频采集模块同时采集路况信息，通过数据传输模块将采集到的数据传输至决策控制模块，决策控制模块根据雷达传感设备和视频采集模块采集的路况信息进行自主地调整交通信号灯的绿灯时间和红灯时间，决策输出模块的输出端口设置有可视化模块，可视化模块会将信息可视化展现在显示屏中，然后决策输出模块根据不同的红绿灯剩余的时间对行人进行提醒，不同的信号灯剩余时间会触发不同提醒结果，决策输出模块的输出包括即将通行决策和禁止通行决策，根据不同的决策输出结果，语音提醒模块会进行不同的语言提示。
Description
技术领域
本发明涉及交通信号灯智能控制技术领域，具体为一种交通信号灯智能控制系统。
背景技术
交通信号灯是城市道路交通管理的重要组成部分，它可以指示行人和车辆何时可以通过道路或交叉口，但是随着目前的巨大的交通流量压力，城市化进程不断加速，车辆数量不断增加，促使智能交通信号灯系统的发展和应用，以缓解交通拥堵和减少交通事故发生，但是出现一些无法灵活应对复杂的交通场景和交通流量变化时，仍然会发生交通拥堵甚至导致交通事故发生，为了解决这些问题，近年来出现了一种基于智能控制的交通信号灯系统，通过采用各种传感器和数据分析技术，将交通信号灯调整为适当的速度和持续时间，以最大限度地提高交通效率和安全性。此外，智能交通信号灯系统还具备自学习、自适应、可视化等特点，可以实现远程监控和管理，为城市交通治理提供了新的思路和方法，所以，在此提出了一种交通信号灯智能控制系统。
目前，传统的交通信号灯系统通常按照固定时间间隔变化或着手动设置变化频率，无法根据实际交通情况进行动态调整，这就导致在低流量时段等待时间过长，而在高峰时段交通拥堵严重，从而浪费了时间和能源，并且现在的交通路段中普遍存在闯红灯的现象，如果不对其进行相关警示，同样会影响路况的交通情况，所以，在此提出了一种交通信号灯智能控制系统，能够自适应变化的根据实时的交通流量和需求情况，自动调整信号灯的切换时间和模式，根据道路上的实际车辆数量和流量进行动态调整，减少交通拥堵，提高交通效率，并且在每个路况设置有显示屏以及提示语言，在即将红灯和绿灯时会进行相关警示，警示提醒信号灯的变化情况，有助于减少闯红灯的情况，减少事故发生的同时也减少了交通堵塞的情况，提高了交通的效率。
发明内容
针对现有技术中信号灯无法根据实际交通情况进行动态调整以及无法警示行人的不足，本发明提供了一种交通信号灯智能控制系统，具备自适应变化的根据实时的交通流量和需求情况，自动调整信号灯的切换时间和模式以及有助于减少闯红灯的情况的优点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种交通信号灯智能控制系统，包括后台管理系统，所述后台管理系统功能模块包括
用于识别机动车与非机动车的雷达传感设备；
用于获取视频以及雷达数据的数据获取模块
用于检测机动车速度的速度检测模块；
用于采集路况以及机动车数据的视频采集模块；
用于采集相关车牌信息的车牌号采集模块；
用于传输采集数据的数据传输模块；
用于进行路况信号灯执行决的决策控制模块；
用于根据信号灯决策输出不同结果的决策输出模块；
数据获取模块通过雷达传感设备和视频采集模块同时采集路况信息，通过数据传输模块将采集到的数据传输至决策控制模块，决策控制模块根据雷达传感设备和视频采集模块采集的路况信息进行自主地调整交通信号灯的绿灯时间和红灯时间，然后决策控制模块会响应决策输出模块，决策输出模块的输出端口设置有可视化模块，可视化模块会将信息可视化展现在显示屏中，然后决策输出模块根据不同的红绿灯剩余的时间对行人进行提醒，不同的信号灯剩余时间会触发不同提醒结果，决策输出模块的输出包括即将通行决策和禁止通行决策，根据不同的决策输出结果，语音提醒模块会进行不同的语言提示。
所述雷达传感设备采用了高频率的电磁波束，如毫米波或微波，以实现精确的目标检测和距离测量，实时感知交通路口的车辆情况，包括车辆的位置、速度以及行驶方向等信息，然后通过雷达传感设备中的速度检测模块对车辆的速度进行检测记录，并进行是否超速判断，如果超速，就会输出超速端口，响应视频采集模块。
所述雷达传感设备中的速度检测模块检测到车辆超速后，通过超速端口响应视频采集设备，视频采集设备设置了备高分辨率和高帧率的图像采集摄像头准确的拍摄到车辆、非机动车和行人信息，视频采集设备接收到速度检测模块的超速车辆响应后会对超速的车辆进行视频记录，对响应的时间段视频进行记录处理，便于后续调取视频查看超速车辆。
所述视频采集设备中设置有闯红灯识别功能，通过对视频流数据进行分析和比对，视频采集设备可以自动检测路口的交通异常情况，如存在车辆闯红灯情况时，视频采集设备会输出闯红灯端口，通过闯红灯端口响应车牌号采集模块，车牌号采集模块使用了智能车牌识别技术，基于深度学习的车牌检测和识别算法，通过车牌检测和识别算法算法，模块可以自动识别并提取车辆上的车牌信息，包括车牌号码、颜色和字体等。
所述数据获取模块设置了与雷达传感设备和视频采集模块进行数据交互和集成的接口，用于获取路况的实时数据，然后数据获取模块通过数据传输模块将采集到的相关数据传输给决策控制模块。
所述决策控制模块通过使用基于深度学习算法构建决策模型，然后根据决策模型以及采集的实时数据生成有效的信号灯控制策略，例如不同方向绿灯持续时间的调整、交通流量的优先级，自主地生成最优化的交通信号灯控制策略，并根据信号灯的变化响应决策输出模块。
所述决策输出模块接收到决策控制模块的信号灯决策后，根据相应的红绿灯变化触发不同的决策提醒，例如即将绿灯时响应即将通信决策，决策输出模块会通过语音提醒模块输出即将通信决策的结果，提醒行人即将通行，即将红灯时响应禁止通信决策，决策输出模块会通过语音提醒模块输出禁止通信决策的结果，提醒行人禁止通行。
所述决策输出模块通过语音提醒模块输出语音提示的同时，会将决策结果通过可视化模块进行图像可视化处理，让通过显示屏通过视频的方式提醒行人以及车辆信号灯变化情况。
有益效果：
1、该交通信号灯智能控制系统，通过设置了决策控制模块，自适应的根据实时的交通流量和需求情况，自动调整信号灯的切换时间和模式，根据道路上的实际车辆数量和流量进行动态调整，从而更好地分配交通通行权，减少交通拥堵，提高交通效率。
2、该交通信号灯智能控制系统，通过设置了警示用的显示屏以及语音提醒功能，能够及时向行人以及车辆发出警告，提醒他们注意交通信号灯的状态，并采取相应的行动，防止驾驶员因不注意红绿灯而引发事故的概率以及警示行人，有效提高道路交通的安全性，降低闯红灯、超速、逆行等违规行为的发生。
附图说明
图1为一种交通信号灯智能控制系统的系统框图。
图中：1、雷达传感设备；2、数据获取模块；3、速度检测模块；4、视频采集设备；5、车牌号采集模块；6、数据传输模块；7、决策控制模块；8、决策输出模块；9、可视化模块；10、显示屏；11、即将通行决策；12、禁止通行决策；13、语音提醒模块；14、后台管理系统。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1，一种交通信号灯智能控制系统，包括后台管理系统14，后台管理系统14功能模块包括
用于识别机动车与非机动车的雷达传感设备1；
用于获取视频以及雷达数据的数据获取模块2
用于检测机动车速度的速度检测模块3；
用于采集路况以及机动车数据的视频采集模块4；
用于采集相关车牌信息的车牌号采集模块5；
用于传输采集数据的数据传输模块6；
用于进行路况信号灯执行决的决策控制模块7；
用于根据信号灯决策输出不同结果的决策输出模块8；
数据获取模块2通过雷达传感设备1和视频采集模块4同时采集路况信息，通过数据传输模块6将采集到的数据传输至决策控制模块7，决策控制模块7根据雷达传感设备1和视频采集模块4采集的路况信息进行自主地调整交通信号灯的绿灯时间和红灯时间，然后决策控制模块7会响应决策输出模块8，决策输出模块8的输出端口设置有可视化模块9，可视化模块9会将信息可视化展现在显示屏10中，然后决策输出模块8根据不同的红绿灯剩余的时间对行人进行提醒，不同的信号灯剩余时间会触发不同提醒结果，决策输出模块8的输出包括即将通行决策11和禁止通行决策12，根据不同的决策输出结果，语音提醒模块13会进行不同的语言提示。
雷达传感设备1采用了高频率的电磁波束，如毫米波或微波，以实现精确的目标检测和距离测量，实时感知交通路口的车辆情况，包括车辆的位置、速度以及行驶方向等信息，然后通过雷达传感设备1中的速度检测模块3对车辆的速度进行检测记录，并进行是否超速判断，如果超速，就会输出超速端口，响应视频采集模块4。
雷达传感设备1中的速度检测模块3检测到车辆超速后，通过超速端口响应视频采集设备4，视频采集设备4设置了备高分辨率和高帧率的图像采集摄像头准确的拍摄到车辆、非机动车和行人信息，视频采集设备4接收到速度检测模块3的超速车辆响应后会对超速的车辆进行视频记录，对响应的时间段视频进行记录处理，便于后续调取视频查看超速车辆。
视频采集设备4中设置有闯红灯识别功能，通过对视频流数据进行分析和比对，视频采集设备4可以自动检测路口的交通异常情况，如存在车辆闯红灯情况时，视频采集设备4会输出闯红灯端口，通过闯红灯端口响应车牌号采集模块5，车牌号采集模块5使用了智能车牌识别技术，基于深度学习的车牌检测和识别算法，通过车牌检测和识别算法算法，模块可以自动识别并提取车辆上的车牌信息，包括车牌号码、颜色和字体等。
其中：车牌号采集模块5通过视频采集设备4设置的高分辨率和高帧率的图像采集能力来获取清晰的车辆照片，高清图像可以提供更准确的车牌信息，车牌号采集模块5可以通过数据传输模块6传输实时的将视频流数据传输至后台管理系统14，后台管理系统14可以实时的通过视频采集设备4监测车辆通过的情况，并进行车牌识别处理，记录闯红灯等异常行为的车辆，便于后续进行警示处罚。
实施例二
请参阅图1，在实施例一基础上进一步的，数据获取模块2设置了与雷达传感设备1和视频采集模块4进行数据交互和集成的接口，用于获取路况的实时数据，然后数据获取模块2通过数据传输模块6将采集到的相关数据传输给决策控制模块7。
决策控制模块7通过使用基于深度学习算法构建决策模型，然后根据决策模型以及采集的实时数据生成有效的信号灯控制策略，例如不同方向绿灯持续时间的调整、交通流量的优先级，自主地生成最优化的交通信号灯控制策略，并根据信号灯的变化响应决策输出模块8。
决策输出模块8接收到决策控制模块7的信号灯决策后，根据相应的红绿灯变化触发不同的决策提醒，例如即将绿灯时响应即将通信决策11，决策输出模块8会通过语音提醒模块13输出即将通信决策11的结果，提醒行人即将通行，即将红灯时响应禁止通信决策12，决策输出模块8会通过语音提醒模块13输出禁止通信决策11的结果，提醒行人禁止通行。
决策输出模块8通过语音提醒模块13输出语音提示的同时，会将决策结果通过可视化模块9进行图像可视化处理，让通过显示屏10通过视频的方式提醒行人以及车辆信号灯变化情况。
其中：通过决策控制模块7，自适应的根据实时的交通流量和需求情况，自动调整信号灯的切换时间和模式，根据道路上的实际车辆数量和流量进行动态调整，从而更好地分配交通通行权，减少交通拥堵，提高交通效率，决策输出模块8的输出端设置有语音提醒模块13以及显示屏10，通过决策输出模块8根据路况判断输出即将通信决策11和禁止通信决策12，及时向行人以及车辆发出警告，提醒他们注意交通信号灯的状态，并采取相应的行动，防止驾驶员因不注意红绿灯而引发事故的概率以及警示行人，有效提高道路交通的安全性，降低闯红灯、超速、逆行等违规行为的发生。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种交通信号灯智能控制系统，包括后台管理系统(14)，其特征在于：所述后台管理系统(14)功能模块包括
用于识别机动车与非机动车的雷达传感设备(1)；
用于获取视频以及雷达数据的数据获取模块(2)
用于检测机动车速度的速度检测模块(3)；
用于采集路况以及机动车数据的视频采集模块(4)；
用于采集相关车牌信息的车牌号采集模块(5)；
用于传输采集数据的数据传输模块(6)；
用于进行路况信号灯执行决的决策控制模块(7)；
用于根据信号灯决策输出不同结果的决策输出模块(8)；
数据获取模块(2)通过雷达传感设备(1)和视频采集模块(4)同时采集路况信息，通过数据传输模块(6)将采集到的数据传输至决策控制模块(7)，决策控制模块(7)根据雷达传感设备(1)和视频采集模块(4)采集的路况信息进行自主地调整交通信号灯的绿灯时间和红灯时间，然后决策控制模块(7)会响应决策输出模块(8)，决策输出模块(8)的输出端口设置有可视化模块(9)，可视化模块(9)会将信息可视化展现在显示屏(10)中，然后决策输出模块(8)根据不同的红绿灯剩余的时间对行人进行提醒，不同的信号灯剩余时间会触发不同提醒结果，决策输出模块(8)的输出包括即将通行决策(11)和禁止通行决策(12)，根据不同的决策输出结果，语音提醒模块(13)会进行不同的语言提示。
2.根据权利要求1所述的一种交通信号灯智能控制系统，其特征在于：所述雷达传感设备(1)采用了高频率的电磁波束，如毫米波或微波，以实现精确的目标检测和距离测量，实时感知交通路口的车辆情况，包括车辆的位置、速度以及行驶方向等信息，然后通过雷达传感设备(1)中的速度检测模块(3)对车辆的速度进行检测记录，并进行是否超速判断，如果超速，就会输出超速端口，响应视频采集模块(4)。
3.根据权利要求1所述的一种交通信号灯智能控制系统，其特征在于：所述雷达传感设备(1)中的速度检测模块(3)检测到车辆超速后，通过超速端口响应视频采集设备(4)，视频采集设备(4)设置了备高分辨率和高帧率的图像采集摄像头准确的拍摄到车辆、非机动车和行人信息，视频采集设备(4)接收到速度检测模块(3)的超速车辆响应后会对超速的车辆进行视频记录，对响应的时间段视频进行记录处理，便于后续调取视频查看超速车辆。
4.根据权利要求1所述的一种交通信号灯智能控制系统，其特征在于：所述视频采集设备(4)中设置有闯红灯识别功能，通过对视频流数据进行分析和比对，视频采集设备(4)可以自动检测路口的交通异常情况，如存在车辆闯红灯情况时，视频采集设备(4)会输出闯红灯端口，通过闯红灯端口响应车牌号采集模块(5)，车牌号采集模块(5)使用了智能车牌识别技术，基于深度学习的车牌检测和识别算法，通过车牌检测和识别算法算法，模块可以自动识别并提取车辆上的车牌信息，包括车牌号码、颜色和字体等。
5.根据权利要求1所述的一种交通信号灯智能控制系统，其特征在于：所述数据获取模块(2)设置了与雷达传感设备(1)和视频采集模块(4)进行数据交互和集成的接口，用于获取路况的实时数据，然后数据获取模块(2)通过数据传输模块(6)将采集到的相关数据传输给决策控制模块(7)。
6.根据权利要求1所述的一种交通信号灯智能控制系统，其特征在于：所述决策控制模块(7)通过使用基于深度学习算法构建决策模型，然后根据决策模型以及采集的实时数据生成有效的信号灯控制策略，例如不同方向绿灯持续时间的调整、交通流量的优先级，自主地生成最优化的交通信号灯控制策略，并根据信号灯的变化响应决策输出模块(8)。
7.根据权利要求1所述的一种交通信号灯智能控制系统，其特征在于：所述决策输出模块(8)接收到决策控制模块(7)的信号灯决策后，根据相应的红绿灯变化触发不同的决策提醒，例如即将绿灯时响应即将通信决策(11)，决策输出模块(8)会通过语音提醒模块(13)输出即将通信决策(11)的结果，提醒行人即将通行，即将红灯时响应禁止通信决策(11)，决策输出模块(8)会通过语音提醒模块(13)输出禁止通信决策(11)的结果，提醒行人禁止通行。
8.根据权利要求1所述的一种交通信号灯智能控制系统，其特征在于：所述决策输出模块(8)通过语音提醒模块(13)输出语音提示的同时，会将决策结果通过可视化模块(9)进行图像可视化处理，让通过显示屏(10)通过视频的方式提醒行人以及车辆信号灯变化情况。
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